DE102011012368B4 - Pressure sensor unit for detecting the occupancy state of a seat - Google Patents
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Abstract
Drucksensor-Einheit zum Detektieren des Belegungszustandes eines Sitzes, mit einer im Wesentlichen formstabilen Trägerplatte (1), auf deren Oberseite mindestens ein Foliendrucksensor (3), der mindestens zwei einzelne Sensorelemente (4) umfasst, angeordnet ist, mit mindestens einer zwischen der Trägerplatte (1) und dem Foliendrucksensor (3) zwischengefügten, reversibel stauchbaren Zwischenschicht (8), wobei an der Oberseite der Trägerplatte (1) Stege (15) ausgebildet sind, und mit einer reversibel stauchbaren Deckschicht (14), die den Foliendrucksensor (3) auf der der Trägerplatte (1) abgewandten Seite abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (15) an zwei gegenüberliegenden Längsseiten der Trägerplatte (1) angeordnet sind, die Auflagepunkte oder Auflageflächen für einen Polsterkern eines Sitzes bilden, wobei die Längsseiten diejenigen sind, die in Richtung einer Linie (12) verlaufen, die sich durch Verbindungslinien (12) der Mitten (11) oder Schwerpunkte der Sensorelemente (4) ergibt, und dass, in einer Draufsicht auf die Oberseite der Trägerplatte (1) gesehen, der Abstand zwischen dem Rand (17) jedes Sensorelements (4) und der dem Sensorelement (4) zugewandten Innenseite der Stege (15), rechtwinklig zu den Stegen (15) gesehen, mindestens der halben Ausdehnung (18) des Sensorelements (4) in dieser Querrichtung entspricht und maximal der dreifachen Ausdehnung (18) des Sensorelements (4) in dieser Querrichtung entspricht.Pressure sensor unit for detecting the occupancy state of a seat, having a substantially dimensionally stable support plate (1), on the upper side of which at least one film pressure sensor (3) comprising at least two individual sensor elements (4) is arranged, with at least one between the support plate (1). 1) and the film pressure sensor (3) interposed, reversibly compressible intermediate layer (8), wherein on the upper side of the support plate (1) webs (15) are formed, and with a reversibly compressible cover layer (14), the film pressure sensor (3) the side facing away from the support plate (1), characterized in that the webs (15) on two opposite longitudinal sides of the support plate (1) are arranged, the support points or bearing surfaces for a cushion core of a seat, wherein the longitudinal sides are those in Direction of a line (12) extending through connecting lines (12) of the centers (11) or focal points of the Sensorelem duck (4), and that, seen in a plan view of the top of the support plate (1), the distance between the edge (17) of each sensor element (4) and the sensor element (4) facing the inside of the webs (15), Seen at right angles to the webs (15), at least half the extent (18) of the sensor element (4) in this transverse direction and corresponds to a maximum of three times the extent (18) of the sensor element (4) in this transverse direction.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drucksensor-Einheit zum Detektieren des Belegungszustandes eines Sitzes, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einer im Wesentlichen formstabilen Trägerplatte, auf deren Oberseite mindestens ein Foliendrucksensor, der mindestens zwei Sensorelemente umfasst, angeordnet ist, mit mindestens einer zwischen der Trägerplatte und dem Foliendrucksensor zwischengefügten, reversibel stauchbaren Zwischenschicht, wobei an der Oberseite der Trägerplatte Stege ausgebildet sind, und mit einer reversibel stauchbaren Deckschicht, die den Foliendrucksensor auf der der Trägerplatte abgewandten Seite abdeckt.The present invention relates to a pressure sensor unit for detecting the occupancy state of a seat, in particular of a motor vehicle seat, having a substantially dimensionally stable support plate, on the upper side of which at least one film pressure sensor comprising at least two sensor elements is arranged, with at least one between the support plate and the Foil sensor interposed, reversibly compressible intermediate layer, wherein webs are formed on the upper side of the support plate, and with a reversibly compressible cover layer which covers the film pressure sensor on the side facing away from the carrier plate.
Stand der TechnikState of the art
Drucksensor-Einheiten dienen dazu, den Belegungszustand eines Sitzes, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes, zu erfassen. Diese sind in den Sitz, beispielsweise oberhalb oder unterhalb des Polsterkerns, integriert. Mit diesen Drucksensor-Einheiten wird erfasst, ob der jeweilige Sitz durch eine Person belegt ist oder nicht, um dadurch, aus Gründen der passiven Sicherzeit, zu prüfen, ob die Person den Sicherheitsgurt angelegt hat. Diese Einrichtungen können auch einen Zustand erfassen, bei dem auf der Sitzfläche irgendwelche Gegenstände abgelegt sind, so dass in einem solchen Fall keine Aufforderung zum Anlegen des Sicherheitsgurts erfolgt.Pressure sensor units serve to detect the occupancy state of a seat, in particular of a motor vehicle seat. These are integrated in the seat, for example above or below the cushion core. With these pressure sensor units is detected whether the respective seat is occupied by a person or not, thereby, for reasons of passive safety, to check whether the person has put on the seat belt. These devices can also detect a state in which any objects are deposited on the seat so that in such a case, no request for the safety belt is made.
Eine solche Drucksensor-Einheit, die auch als Belegungserfassungseinrichtung bezeichnet werden kann, umfasst als wesentliches Bauteil mehrere druckempfindliche Sensorzellen. Diese Sensorzellen können als Foliendrucksensoren mit zwei übereinander liegenden und mittels Abstandsmaterial auf Abstand gehaltenen Folien ausgeführt sein.Such a pressure sensor unit, which can also be referred to as occupation detection device, comprises as an essential component a plurality of pressure-sensitive sensor cells. These sensor cells can be designed as film pressure sensors with two films lying one above the other and held at a distance by means of spacer material.
Drucksensor-Einheiten werden üblicherweise im hinteren, mittleren Bereich des Polsterkerns angeordnet und können somit den durch eine Person oder ein Objekt über die Sitzfläche auf den Polsterkern ausgeübten Druck erfassen.Pressure sensor units are usually located in the rear, middle region of the cushion core and thus can detect the pressure exerted by a person or an object on the seat cushion on the cushion core.
Ist der entsprechende Sitz zusätzlich mit einer Sitzheizung ausgestattet, kann der Sitzbelegungssensor direkt auf einer Sitzheizung, die sich unmittelbar auf dem Schaumstoffkern befindet, positioniert sein.If the corresponding seat is additionally equipped with seat heating, the seat occupancy sensor can be positioned directly on a seat heater which is located directly on the foam core.
Es ist auch bekannt, dass solche Foliendrucksensoren in den Polsterkern integriert werden. Weiterhin ist es bekannt, den Foliendrucksensor auf einer Trägerplatte anzuordnen, mittels der die Drucksensor-Einheit beispielsweise an der Tragestruktur eines Sitzes positioniert und befestigt ist.It is also known that such film pressure sensors are integrated into the cushion core. Furthermore, it is known to arrange the film pressure sensor on a support plate, by means of which the pressure sensor unit is positioned and fixed, for example, on the support structure of a seat.
Eine wesentliche Forderung an solche Drucksensor-Einheiten ist diejenige, dass sie positionsgenau in den Sitz eingebaut werden müssen und dass diese Position im Betrieb des Fahrzeugs behalten werden muss, damit eine ortsabhängige Detektion gewährleistet ist. Auch ist eine weitere Forderung diejenige, dass sie eine zuverlässige Detektion gewährleisten, insbesondere in Abhängigkeit von der Kraft, die über die Sitzfläche auf die Sensorzellen ausgeübt wird.An essential requirement of such pressure sensor units is that they must be installed with exact position in the seat and that this position must be maintained during operation of the vehicle, so that a location-dependent detection is ensured. Another requirement is that they ensure a reliable detection, in particular in dependence on the force exerted on the sensor cell via the seat.
Die
Aus der
Die
Die
Aufgabetask
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Drucksensor-Einheit zum Detektieren des Belegungszustands eines Sitzes zu schaffen, die genaue Detektionsergebnisse liefert, d. h. auch bei hohen Temperaturen (größer 90°C) eine Frühauslösung vermeidet.The present invention is an object of the invention to provide a pressure sensor unit for detecting the occupancy state of a seat, which provides accurate detection results, d. H. even at high temperatures (greater than 90 ° C) avoids premature release.
Erfindunginvention
Die vorliegende Aufgabe wird durch eine Drucksensor-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The present object is achieved by a pressure sensor unit with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Drucksensor-Einheit ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments of the pressure sensor unit result from the dependent claims.
Erfindungsgemäß sind die Stege, die an der Trägerplatte vorhanden sind, an zwei gegenüberliegenden Längsseiten der Trägerplatte angeordnet. Diese Stege bilden die Auflagepunkte oder Auflageflächen für einen Polsterkern eines Sitzes, wobei die Längsseiten diejenigen sind, die in Richtung einer Linie verlaufen, die sich durch Verbindungslinien der Mitten oder Schwerpunkte der Sensorelemente ergibt. Üblicherweise sind die Sensorzellen bzw. die Mitten oder Schwerpunkte der Sensorzellen auf einer Geraden angeordnet. Falls die einzelnen Sensorzellen von einer geraden Line abweichend positioniert sind, geben sie dennoch durch ihre Orientierung eine Linie vor, zu der, parallel oder annähernd parallel, die Stege verlaufen.According to the invention, the webs which are present on the carrier plate are arranged on two opposite longitudinal sides of the carrier plate. These webs form the support points or bearing surfaces for a cushion core of a seat, wherein the longitudinal sides are those which extend in the direction of a line which results from connecting lines of the centers or centers of gravity of the sensor elements. Usually, the sensor cells or the centers or focal points of the sensor cells are arranged on a straight line. If the individual sensor cells are positioned deviating from a straight line, they nevertheless indicate by their orientation a line to which the webs run parallel or approximately parallel.
Weiterhin ist ein wesentliches Merkmal darin zu sehen, dass, in einer Draufsicht auf die Oberseite der Trägerplatte gesehen, der Abstand zwischen dem Rand jedes Sensorelements und der dem Sensorelement zugewandten Innenseite der Stege, rechtwinklig zu den Stegen, mindestens der halben Ausdehnung des Sensorelements in dieser Querrichtung entspricht und maximal der dreifachen Ausdehnung des Sensorelements in dieser Querrichtung entspricht. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, dass die Fläche des Polsterkerns nicht unmittelbar auf die Sensorzellen drückt, sondern der durch den Polsterkern ausgeübte Druck über die Deckfläche definiert auf die Sensorzellen verteilt und ausgeübt wird. Weiterhin können die Sensorzellen über die Deckfläche definiert vorgespannt werden, so dass sie sich in einem Zustand nahe ihrer Auslöseschwelle befinden. Diese Anordnungen arbeiten auch bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen zuverlässig.Furthermore, an essential feature is that seen in a plan view of the top of the support plate, the distance between the edge of each sensor element and the inner side of the webs facing the sensor element, at right angles to the webs, at least half the extent of the sensor element in this Transverse corresponds and corresponds to a maximum of three times the extension of the sensor element in this transverse direction. By this measure, it is ensured that the surface of the cushion core does not press directly on the sensor cells, but the pressure exerted by the cushion core pressure on the top surface defined distributed and exerted on the sensor cells. Furthermore, the sensor cells can be biased defined over the top surface so that they are in a state close to their triggering threshold. These arrangements work reliably even at different ambient temperatures.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Drucksensor-Einheit sieht vor, dass in der Oberseite der Trägerplatte eine wannenartige Vertiefung ausgebildet ist, in die sich die stauchbare Zwischenschicht einlegt. Dabei sollte bevorzugt die wannenartige Vertiefung eine Tiefe aufweisen, die etwa der Dicke der stauchbaren Zwischenschicht entspricht. Durch diese wannenartige Vertiefung, in die sich die Zwischenschicht einlegt, wird erreicht, dass die Dicke der Trägerplatte oberhalb der Tragestruktur des Sitzes dünner ist, da die wannenartige Vertiefung zwischen der Tragestruktur des Sitzes positioniert ist und somit einen dünneren Aufbau im eingebauten Zustand gewährleistet. Durch diese geringe Einbauhöhe wird der H-Punkt des Sitzes nicht beeinträchtigt. Im Fahrzeug-Design ist der H-Punkt der Drehpunkt zwischen dem Rumpf und dem Oberschenkel einer Norm-Person.A preferred embodiment of the pressure sensor unit provides that in the top of the support plate, a trough-like depression is formed, in which the compressible intermediate layer inserts. In this case, the trough-like depression should preferably have a depth which corresponds approximately to the thickness of the compressible intermediate layer. By this trough-like depression, in which the intermediate layer inserts, it is achieved that the thickness of the support plate above the support structure of the seat is thinner, since the trough-like depression is positioned between the support structure of the seat and thus ensures a thinner structure when installed. This low installation height does not affect the H-point of the seat. In vehicle design, the H point is the fulcrum between the torso and thigh of a standard person.
Die wannenartige Vertiefung weist Außenabmessungen auf, so dass sich die stauchbare Zwischenschicht darin einlegen kann.The trough-like depression has external dimensions, so that the compressible intermediate layer can be inserted therein.
Die Stege sollten eine Höhe derart aufweisen, dass sie mindestens ein Drittel, vorzugsweise etwa die Hälfte, der Dicke der Deckschicht überdecken; die maximale Überdeckung sollte nicht mehr als zwei Drittel der Dicke der Deckschicht betragen. Mit anderen Worten sollte die Deckschicht in Bezug auf ihre Dicke mindestens ein Drittel über die durch die Auflagepunkte oder Auflagefläche der Stege aufgespannte Fläche vorstehen. Diese Maßnahmen gelten für den Fall, dass die Deckschicht zwischen die Stege eingelegt wird. Eine solche Ausführungsform ist als bevorzugt anzusehen. Bei dieser Ausführungsform übt der Polsterkern auf die Deckschicht einen Druck aus, bis der Polsterkern auf den Stirnseiten der Stege aufliegt. Hierdurch werden die Deckschicht und damit die Sensorelemente des Foliensensors vorgespannt. Wenn dann der durch den Polsterkern ausgeübte Druck weiter erhöht wird, biegt sich die Unterseite des Polsterkerns zwischen den Stegen, die die Auflage des Polsterkerns bilden, durch, so dass der auf die Sensorelemente ausgeübte Druck weiter erhöht wird und die Sensorelemente aktiviert werden und somit den Belegungszustand anzeigen.The webs should have a height such that they cover at least a third, preferably about half, of the thickness of the cover layer; the maximum coverage should not exceed two thirds of the thickness of the topcoat. In other words, the cover layer should protrude with respect to its thickness at least one third over the area spanned by the support points or bearing surface of the webs. These measures apply to the case in which the cover layer is inserted between the webs. Such an embodiment is to be regarded as preferred. In this embodiment, the cushion core exerts a pressure on the cover layer until the cushion core rests on the end faces of the webs. As a result, the cover layer and thus the sensor elements of the film sensor are biased. Then, when the pressure exerted by the cushion core is further increased, the underside of the cushion core bends between the lands forming the support of the cushion core, thereby further increasing the pressure applied to the sensor elements and activating the sensor elements and thus the Show occupancy status.
Auf der Außenseite der Stege können weitere Stege angeordnet sein. Alle Stege sollten dann dieselbe Höhe aufweisen und deren Stirnseiten sollten eine Fläche aufspannen. Diese Stege bilden in Draufsicht auf die Oberseite der Trägerplatte gesehen eine Gitterstruktur, die auch zur Steifigkeit der Trägerplatte beiträgt.On the outside of the webs more webs may be arranged. All the ridges should then have the same height and whose end faces should span an area. Seen in plan view of the upper side of the carrier plate, these webs form a grid structure, which also contributes to the rigidity of the carrier plate.
Wie bereits erwähnt, sollte der Foliendrucksensor drei oder mehr Sensorelemente ausweisen, deren Mitten oder Schwerpunkte auf einer Geraden angeordnet sind. Die Bezugnahme auf den Schwerpunkt gilt für solche Fälle, bei denen die Außenkontur der Sensorelemente von einem Kreis abweicht, beispielsweise dann, wenn die Sensorelemente in der Draufsicht eine rechteckige Kontur besitzen.As already mentioned, the film pressure sensor should identify three or more sensor elements whose centers or center of gravity are arranged on a straight line. The reference to the focus applies to those cases in which the outer contour of the sensor elements deviates from a circle, for example, when the sensor elements have a rectangular contour in plan view.
Vorzugsweise werden einzelne Sensorelemente eingesetzt, die eine kreisrunde Flächenausdehnung haben.Preferably, individual sensor elements are used, which have a circular area extent.
Die einzelne Sensorzelle weist mindestens einen Durchmesser zwischen 3 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 11 mm und 13 mm, auf.The individual sensor cell has at least a diameter between 3 mm and 20 mm, preferably between 11 mm and 13 mm.
Die Höhe der Stege und damit der Überstand der Deckschicht über die durch die Auflagepunkte oder Auflagefläche der Stege aufgespannten Fläche sollte in Abhängigkeit von der Stauchhärte der Deckschicht so gewählt werden, dass ein sich auf die Stege auflegender Polsterkern die Deckschicht derart staucht, dass die Sensorelemente des Foliendrucksensors zwar vorgespannt sind, aber noch keine Detektion auslösen. Dies gilt für den Fall, dass sich die Deckschicht zwischen die Stege einpasst. Diese Maßnahme ist analog auch für den Fall anwendbar, bei dem die Deckschicht auf den Stirnseiten der Stege aufliegt und die Deckschicht durch das Gewicht des Polsterkerns auf eine minimale Dicke zusammengedrückt wird.The height of the webs and thus the supernatant of the cover layer over the area spanned by the support points or bearing surface of the webs should be selected depending on the compression hardness of the cover layer such that a pad core resting on the webs compresses the cover layer in such a way that the sensor elements of the Although film pressure sensors are biased, but still trigger no detection. This applies to the case that the cover layer fits between the webs. This measure is analogously applicable also for the case in which the cover layer rests on the end faces of the webs and the cover layer is compressed by the weight of the cushion core to a minimum thickness.
An der Trägerplatte können Positionierungs- und/oder Verbindungselemente vorgesehen werden, mittels denen die Trägerplatte an der tragenden Struktur eines Sitzes verbindbar ist. Bevorzugt ist zumindest ein Teil der Positionierungs- und/oder Verbindungselemente durch Halter gebildet, die sich an dem Drahtgestell eines Sitzes festklemmen. Mit diesen Positionierungselementen kann die Drucksensor-Einheit in einer definierten Orientierung zu dem Sitz befestigt werden und behält diese Orientierung auch bei Bewegungen des Polsterkerns bei.On the support plate positioning and / or connecting elements can be provided by means of which the support plate is connectable to the supporting structure of a seat. Preferably, at least part of the positioning and / or connecting elements is formed by holders, which clamp on the wire frame of a seat. With these positioning elements, the pressure sensor unit can be fixed in a defined orientation to the seat and maintains this orientation even with movements of the cushion core.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung ersichtlich. In der Zeichnung zeigenFurther details and features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In the drawing show
Die Drucksensor-Einheit, wie sie in den
Die Drucksensor-Einheit besitzt eine Trägerplatte
Auf der Oberseite der Trägerplatte
Zwischen Trägerplatte
Die wannenartige Vertiefung
Die Dicke der Zwischenschicht
In den Ausführungsformen der Drucksensor-Einheit, die in den
Die in den Figuren dargestellte Drucksensor-Einheit ist dazu vorgesehen, dass sie mit der Symmetrieachse
Weiterhin ist der Sensorabschnitt
Die Trägerplatte
Wie anhand der
Eine weitere Maßnahme, um solche Bedingungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, zu erzielen, ist diejenige, dass die Stege
Die vorstehende Vorschrift für den Abstand
In
Für Sensorelemente
In den Figuren sind neben den Stegen
Die Trägerplatte
Der Foliendrucksensor
Weiterhin legt sich der Anschlussabschnitt
Während in den Figuren der dargestellten Ausführungsformen die Deckschicht
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20140215 |